CN209119831U - 一种防止usb充电器掉电的电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种防止USB充电器掉电的电路及电子设备，所述电路包括USB充电模块和补偿电压模块；USB充电模块，包括第一电压输入端和第一电压输出端；所述补偿电压模块，包括检测电压输入端、第二电压输入端和第二电压输出端，所述检测电压输入端和第二电压输出端与所述第一电压输出端电连接，所述第二电压输入端输入外接电压；所述补偿电压模块用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，将所述第二电压输入端输入的外接电压转变成预设充电电压，并通过所述第二电压输出端对外输出。从而避免了因模式切换造成VBUS掉电，进而系统不再识别USB充电器的问题。

Description

一种防止USB充电器掉电的电路及电子设备

技术领域

本申请涉及计算机接口领域，具体涉及防止USB充电器掉电的电路，以及电子设备。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在计算机领域的接口技术。USB 接口支持设备的即插即用和热插拔功能。

USB充电器，是指利用USB接口连接电脑或充电头给电子产品充电的设备。USB充电器主要是将手机连接到电脑的USB口，由USB口提供电力。

USB充电器在充电时，能够自动识别适配器类型。包括以下端口类型：标准下行端口(SDP),充电下行端口(CDP),专用充电端口(DCP)。

SDP端口，与USB 2.0规范定义的端口相同，也是台式机和笔记本电脑常见的典型端口。

CDP端口，为PC、笔记本电脑及其它硬件规定了这种较大电流的新型USB 口。

DCP端口，规定了不进行枚举的电源，例如墙上适配器电源和汽车适配器，不需要数字通信即可启动充电。

当前，USB充电器应用在笔记本电脑或平板电脑等电子设备对外充电时，如果笔记本电脑或平板电脑由正常模式切换到省电模式，则USB充电器会由SDP 或CDP的模式切换到DCP模式，在此切换过程中，USB充电器的VBUS会出现约 2秒的掉电现象，导致笔记本电脑或平板电脑的操作系统丢失对USB接口设备 USB充电器的控制，从而导致USB充电器无法正常工作。

实用新型内容

本申请提供一种防止USB充电器掉电的电路，以及一种电子设备。以解决上述模式切换过程中VBUS掉电的问题。

本申请提供了一种防止USB充电器掉电的电路，包括：USB充电模块和补偿电压模块；

USB充电模块，包括第一电压输入端和第一电压输出端，用于将输入所述第一电压输入端的电压转变成预设充电电压，并通过所述第一电压输出端对外输出；

所述补偿电压模块，包括检测电压输入端、第二电压输入端和第二电压输出端，所述检测电压输入端和第二电压输出端与所述第一电压输出端电连接，所述第二电压输入端输入外接电压；所述补偿电压模块用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，将所述第二电压输入端输入的外接电压转变成预设充电电压，并通过所述第二电压输出端对外输出。

优选的，所述补偿电压模块，包括控制单元和补偿单元；

补偿单元，包括第一使能端、第二电压输入端和第二电压输出端；

控制单元，包括第三电压输入端、检测电压输入端和控制端，所述控制端与所述第一使能端信号连接，所述第三电压输入端与所述第二电压输入端电连接；所述控制单元用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，通过所述控制端发出启动信号，使所述补偿单元通过所述第二电压输出端对外输出预设充电电压。

进一步的，所述控制单元，包括迟滞比较器；

迟滞比较器中运算放大器的反相输入端就是所述控制单元的检测电压输入端；所述运算放大器的电源输入端就是所述控制单元的第三电压输入端；所述运算放大器的电源输出端接地；所述运算放大器的同相输入端输入迟滞比较器电路生成的预设判断电压；所述运算放大器的输出端就是所述控制单元的控制端。

进一步的，所述控制单元还包括放大电路；所述放大电路与所述迟滞比较器中运算放大器的输出端和所述第二电压输入端电连接，用于放大所述运算放大器的输出端的输出信号。

优选的，所述补偿电压模块还包括使能单元；所述USB充电模块还包括第二使能端，用于控制所述USB充电模块的启动或关闭；

使能单元，包括电压跟随器；所述电压跟随器中运算放大器的同相输入端与所述第二使能端信号连接；所述电压跟随器中运算放大器的反相输入端和输出端与所述迟滞比较器中运算放大器的输出端信号连接；所述电压跟随器中运算放大器的电源输入端与所述第二电压输入端电连接；所述电压跟随器中运算放大器的电源输出端接地。

本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括设备主体及如上所述防止 USB充电器掉电的电路。

进一步的，所述防止USB充电器掉电的电路设于设备主体的壳体内。

基于上述实施例的公开可以获知，本申请实施例具备如下的有益效果：

本申请提供了一种防止USB充电器掉电电路及电子设备，所述电路包括USB 充电模块和补偿电压模块；

USB充电模块，包括第一电压输入端和第一电压输出端，用于将输入所述第一电压输入端的电压转变成预设充电电压，并通过所述第一电压输出端对外输出；

所述补偿电压模块，包括检测电压输入端、第二电压输入端和第二电压输出端，所述检测电压输入端和第二电压输出端与所述第一电压输出端电连接，所述第二电压输入端输入外接电压；所述补偿电压模块用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，将所述第二电压输入端输入的外接电压转变成预设充电电压，并通过所述第二电压输出端对外输出。

本申请为USB充电器提供一辅助电路，在USB充电器由SDP或CDP的模式切换到DCP模式过程中，辅助电路侦测到USB充电器出现掉电情况时，由辅助电路对外提供充电所需的电压；当辅助电路侦测到USB充电器电压恢复正常后，则辅助电路停止对外输出电压。从而避免了因模式切换造成VBUS掉电，进而系统不再识别USB充电器的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路的补偿电压模块的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路示意图。

1-USB充电模块，2-补偿电压模块；

21-控制单元，22-补偿单元，23-使能单元；

211-迟滞比较器，212-放大电路；

231-电压跟随器；

1001-第一电压输入端，1002-第一电压输出端，1003-第二使能端；

2101-第三电压输入端，2102-检测电压输入端，2103-控制端；

2201-第一使能端，2202-第二电压输入端，2203-第二电压输出端；

2111-迟滞比较器中运算放大器的反相输入端，2112-运算放大器的电源输入端，2113-运算放大器的电源输出端，2114-运算放大器的同相输入端，2115- 运算放大器的输出端；

2311-电压跟随器中运算放大器的同相输入端，2312-电压跟随器中运算放大器的反相输入端，2313-电压跟随器中运算放大器的输出端，2314-电压跟随器中运算放大器的电源输入端，2315-电压跟随器中运算放大器的电源输出端。

具体实施方式

下面，结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述，但不作为本申请的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

当前，USB充电器应用在笔记本电脑或平板电脑等电子设备对外充电时，如果笔记本电脑或平板电脑由正常模式切换到省电模式，则USB充电器会由SDP 或CDP的模式切换到DCP模式，在此切换过程中，USB充电器的VBUS会出现约 2秒的掉电现象，导致笔记本电脑或平板电脑的操作系统丢失对USB接口设备 USB充电器的控制，从而导致USB充电器无法正常工作。

本申请的核心就是为USB充电器提供一辅助电路。在上述切换过程中，当辅助电路侦测到USB充电器出现掉电情况时，由辅助电路对外提供充电所需的电压；当辅助电路侦测到USB充电器电压恢复正常后，则辅助电路停止对外输出电压。

本申请提供一种防止USB充电器掉电的电路，本申请提供一种电子设备。在下面的实施例中逐一进行详细说明。

对本申请提供的第一实施例，即一种防止USB充电器掉电的电路的实施例。

下面结合图1和图2对本实施例进行详细说明，其中，图1为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路的结构图；图2为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路的补偿电压模块的结构图；图3为本申请实施例提供的一种防止USB充电器掉电的电路示意图。

本实施例提供了一种防止USB充电器掉电的电路，包括：USB充电模块1和补偿电压模块2。请参照图1所示。

USB充电模块1，包括第一电压输入端1001和第一电压输出端1002，用于将输入所述第一电压输入端1001的电压转变成预设充电电压，并通过所述第一电压输出端1002对外输出。

例如，预设充电电压是5V。

所述补偿电压模块2，包括检测电压输入端2102、第二电压输入端2202和第二电压输出端2203，所述检测电压输入端2102和第二电压输出端2203与所述第一电压输出端1002电连接，所述第二电压输入端2202输入外接电压；所述补偿电压模块2用于检测所述检测电压输入端2102的电压低于预设判断电压时，将所述第二电压输入端2202输入的外接电压转变成预设充电电压，并通过所述第二电压输出端2203对外输出。

例如，预设判断电压是4.8V。

请参照图2所示。所述补偿电压模块2，包括控制单元21和补偿单元22。

补偿单元22，包括第一使能端2201、第二电压输入端2202和第二电压输出端2203。

控制单元21，包括第三电压输入端2101、检测电压输入端2102和控制端 2103，所述控制端2103与所述第一使能端2201信号连接，所述第三电压输入端2101与所述第二电压输入端2202电连接；所述控制单元21用于检测所述检测电压输入端2102的电压低于预设判断电压时，通过所述控制端2103发出启动信号，使所述补偿单元22通过所述第二电压输出端2203对外输出预设充电电压。

所述第三电压输入端2101与所述第二电压输入端2202电连接，就是所述第三电压输入端2101与外接电压电连接。

请参照图3所示。所述控制单元21，包括迟滞比较器211。迟滞比较器211 中运算放大器的反相输入端2111就是所述控制单元21的检测电压输入端2102；所述运算放大器的电源输入端2112就是所述控制单元21的第三电压输入端 2101；所述运算放大器的电源输出端2113接地；所述运算放大器的同相输入端 2114输入迟滞比较器211电路生成的预设判断电压；所述运算放大器的输出端 2115就是所述控制单元21的控制端2103。

迟滞比较器211中运算放大器的反相输入端2111就是所述控制单元21的检测电压输入端2102，就是迟滞比较器211中运算放大器的反相输入端2111与所述第一电压输出端1002电连接。

迟滞比较器211中所述运算放大器的电源输入端2112就是所述控制单元21 的第三电压输入端2101，就是迟滞比较器211中运算放大器的电源输入端2112 与与外接电压电连接。

所述迟滞比较器211电路还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻。所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的一端分别与所述迟滞比较器211中运算放大器的同相输入端2114电连接；所述第一电阻的另一端与所述第二电压输入端2202 电连接；所述第二电阻的另一端接地；所述第三电阻的另一端与所述迟滞比较器211中运算放大器的输出端2115电连接。通过调整所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的电阻值设定输入所述运算放大器的同相输入端2114的预设判断电压。

迟滞比较器211中所述运算放大器的输出端2115就是所述控制单元21的控制端2103，就是所述运算放大器的输出端2115与所述第一使能端2201信号连接。

例如，预设充电电压为5V，预设判断电压为4.8V；当所述USB充电模块1 的第一电压输出端掉电，使所述迟滞比较器211中所述运算放大器的反相输入端2111的输入电压低于同相输入端2114的预设判断电压4.8V，则所述运算放大器的输出端2115输出高电平，并启动所述补偿单元22对外输出预设充电电压5V；当外输出预设充电电压为5V时，所述迟滞比较器211中所述运算放大器的反相输入端2111的输入电压高于同相输入端2114的预设判断电压4.8V，则所述运算放大器的输出端2115输出低电平，并关闭所述补偿单元22对外输出电压。

所述控制单元21还包括放大电路212；所述放大电路212与所述迟滞比较器211中运算放大器的输出端2115和所述第二电压输入端2202电连接，用于放大所述运算放大器的输出端2115的输出信号。例如，增加第四电阻，所述第四电阻的一端与所述迟滞比较器211中运算放大器的输出端2115电连接，另一端与所述第二电压输入端2202电连接。

所述补偿电压模块2还包括使能单元23。所述USB充电模块1还包括第二使能端1003，用于控制所述USB充电模块1的启动或关闭。

使能单元23，包括电压跟随器231；所述电压跟随器231中运算放大器的同相输入端2311与所述第二使能端1003信号连接；所述电压跟随器231中运算放大器的反相输入端2312和输出端2313与所述迟滞比较器211中运算放大器的输出端2115信号连接；所述电压跟随器231中运算放大器的电源输入端 2314与所述第二电压输入端2202电连接；所述电压跟随器231中运算放大器的电源输出端2315接地。

设置所述使能单元23的目的就是：当所述USB充电模块1启动时，所述使能单元23也同时启动所述补偿电压模块2；当所述USB充电模块1关闭时，所述使能单元23也同时关闭所述补偿电压模块2。

与本申请提供的第一实施例相对应，本申请还提供了第二实施例，即一种电子设备。由于第二实施例基本相似于第一实施例，所以描述得比较简单，相关的部分请参见第一实施例的对应说明即可。下述描述仅仅是示意性的。

本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括设备主体及如第一实施例所述防止USB充电器掉电的电路。

进一步的，所述防止USB充电器掉电的电路设于设备主体的壳体内。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种防止USB充电器掉电的电路，其特征在于，包括：USB充电模块和补偿电压模块；

USB充电模块，包括第一电压输入端和第一电压输出端，用于将输入所述第一电压输入端的电压转变成预设充电电压，并通过所述第一电压输出端对外输出；

所述补偿电压模块，包括检测电压输入端、第二电压输入端和第二电压输出端，所述检测电压输入端和第二电压输出端与所述第一电压输出端电连接，所述第二电压输入端输入外接电压；所述补偿电压模块用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，将所述第二电压输入端输入的外接电压转变成预设充电电压，并通过所述第二电压输出端对外输出。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述补偿电压模块，包括控制单元和补偿单元；

补偿单元，包括第一使能端、第二电压输入端和第二电压输出端；

控制单元，包括第三电压输入端、检测电压输入端和控制端，所述控制端与所述第一使能端信号连接，所述第三电压输入端与所述第二电压输入端电连接；所述控制单元用于检测所述检测电压输入端的电压低于预设判断电压时，通过所述控制端发出启动信号，使所述补偿单元通过所述第二电压输出端对外输出预设充电电压。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制单元，包括迟滞比较器；

迟滞比较器中运算放大器的反相输入端就是所述控制单元的检测电压输入端；所述运算放大器的电源输入端就是所述控制单元的第三电压输入端；所述运算放大器的电源输出端接地；所述运算放大器的同相输入端输入迟滞比较器电路生成的预设判断电压；所述运算放大器的输出端就是所述控制单元的控制端。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制单元还包括放大电路；所述放大电路与所述迟滞比较器中运算放大器的输出端和所述第二电压输入端电连接，用于放大所述运算放大器的输出端的输出信号。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述补偿电压模块还包括使能单元；所述USB充电模块还包括第二使能端，用于控制所述USB充电模块的启动或关闭；

使能单元，包括电压跟随器；所述电压跟随器中运算放大器的同相输入端与所述第二使能端信号连接；所述电压跟随器中运算放大器的反相输入端和输出端与所述迟滞比较器中运算放大器的输出端信号连接；所述电压跟随器中运算放大器的电源输入端与所述第二电压输入端电连接；所述电压跟随器中运算放大器的电源输出端接地。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备主体及如权利要求1至5任意一项所述防止USB充电器掉电的电路。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述防止USB充电器掉电的电路设于设备主体的壳体内。